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三种PttKN1转基因植株的分子鉴定以及色素变异表型植株的分析

阮美煜  
【摘要】: KNOXI类(KNOTTED1-like)基因编码一类在茎顶端分生组织的形成和维持中发挥重要作用的转录因子。PttKN1(P.tremula×tremuloides KNOTTED1)是从杂交杨Populus tremula×P. tremuloides茎的维管束形成层中分离得到的KNOXI基因。本实验室已将PttKN1基因通过遗传转化导入多种植物中。在已获得的转基因植株中,烟草叶片形态变化剧烈,出现典型KNOX I基因过表达表型;而在两种彩叶植物即彩叶草和红叶观赏甜菜的转化植株中,出现一类在KNOX I转基因植株中罕见的色素变化表型。本研究选取这三种转基因植物,进行更深入的分子生物学鉴定及色素变化表型相关生理生化分析,主要结果如下: 1.对以上三种转化品种基因组进行PttKN1、NPT-II,及35S-启动子三段不同序列的PCR分析,从转化型烟草、红叶甜菜和彩叶草基因组中扩增出PttKN1内部序列;此外,从转化型烟草和红叶甜菜中扩增出NPT-II,及载体启动子序列; 2.相比于野生型红茎红叶的表型,转化型红叶甜菜主要表型为黄茎绿叶。对转化型红叶甜菜的绿色表型株进行RT-RCR鉴定,检测结果为阳性; 3.以PttKN1和NPT-II内部序列为模板设计不同探针进行印迹杂交,转基因烟草基因组斑点杂交结果为阳性;三种转基因植株PCR-southern的结果中均出现阳性条带。上述结果证明烟草、彩叶草和红叶甜菜相应表型变异应由PttKN1转化所引起。 4.对转化型红叶甜菜的绿色表型株进行甜菜红素含量分析,发现其甜菜红素含量低于野生型约12倍;对转化型彩叶草进行花青素含量分析,发现其花青素含量远低于野生型彩叶草; 5.对甜菜红素合成早期关键酶之一的酪氨酸酶含量进行分析,发现野生型红叶甜菜酪氨酸酶含量高于转化型绿色株约3.7倍;对彩叶草可溶性糖含量进行分析,发现其含量低于野生型。上述结果暗示,PttKN1影响这两种植株色泽变化的可能的原因之一,是组成型表达的PttKN1与其他调控色素合成的转录因子相互作用,后者可能位于花青素和甜菜红素合成途径共同的上游。


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